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ISO 15024:2001 繊維強化プラスチック複合材料—一方向に強化された材料のモードI層間破壊靭性（GIC）の決定 | ページ 2

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

国際規格は、ISO/IEC 指令のPart 3 に規定されている規則に従って起草されています。

技術委員会の主な任務は、国際規格を準備することです。技術委員会によって採択されたドラフト国際規格は、投票のためにメンバー団体に配布されます。国際規格として発行するには、投票するメンバー団体の少なくとも 75% による承認が必要です。

この国際規格の一部の要素が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。

ISO 15024 は、技術委員会 ISO/TC 61, プラスチック、小委員会 SC 13, 複合材料および強化繊維によって作成されました。

附属書 A は、この国際規格の規範的な部分を形成します。附属書 B および C は情報提供のみを目的としています。

1 スコープ

1.1この国際規格は、ダブルカンチレバービーム (DCB) 試験片を使用して、一方向繊維強化プラスチック複合材料のモード I 層間破壊靭性 (臨界エネルギー解放率) GICを決定する方法を規定しています。

1.2炭素繊維強化およびガラス繊維強化の熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂に適用できます。

2 参考文献

次の規範文書には、このテキストで参照することにより、この国際規格の規定を構成する規定が含まれています。日付の記載された参考資料については、これらの刊行物に対するその後の修正または改訂は適用されません。ただし、この国際規格に基づく協定の当事者は、以下に示す規範文書の最新版を適用する可能性を調査することをお勧めします。日付のない参照については、参照されている規範文書の最新版が適用されます。 ISO および IEC のメンバーは、現在有効な国際規格の登録簿を維持しています。

  • ISO 291:1997, プラスチック - コンディショニングとテストのための標準大気
  • ISO 126, 繊維強化プラスチック — テストプレートの製造方法
  • ISO 4588:1995, 接着剤 — 金属の表面処理に関するガイドライン
  • ISO 5893: —1) 、ゴムおよびプラスチック試験装置 — 引張、曲げ、および圧縮タイプ (一定のトラバース速度) — 説明

3 用語と定義

この国際規格の目的のために、次の用語と定義が適用されます。

3.1

モード I 層間破壊靱性

臨界エネルギー解放率

G_

モード I の開放荷重下での一方向繊維強化ポリマー マトリックス複合積層板における層間剥離亀裂の開始と伝播に対する抵抗

注記 1平方メートル当たりのジュールで測定される。

3.2

モードIクラックオープニング

図 1 に示す二重カンチレバー ビーム試験片を使用して、剥離面に垂直に適用された荷重によるクラック開口モード

3.3

NLポイント

図 2 に示すように、荷重対変位トレースの直線性からの逸脱点

3.4

視点

図2に示すように、荷重-変位トレースにマークされた、試験片の端での目視観察によって決定される層間剥離の開始点

3.5

5%/ MAXポイント

次の間で試験片をロードするときに最初に発生するポイント:
  • a)図 2 に示すように、コンプライアンスが初期値 ( C0 ) から 5 % 増加した点 ( C5 % )
  • b)図 2 に示す最大負荷点

3.6

プロップポイント

図 2 の荷重 - 変位トレースでマークされた、インサートの先端またはスターター クラックの先端を超える個々の剥離長さの増分のポイント。クラックが停止したポイントは除外されます。

3.7

剥離抵抗曲線

Rカーブ

層間剥離の長さの関数としてのモード I 亀裂開口部の開始値とその後の伝播値のGICのクロス プロット (10 節を参照)

参考文献

[1]S Hashemi 、AJ Kinloch 、JG Williams: 「Fibre-composites の層間破壊を評価するための二重カンチレバー ビーム テストに必要な補正」、 Journal of Materials Science Letters 、 8 、pp. 125-129 (1989)
[2]RA N aik 、JH Crews Jr.、KN S hivakumar: 「DCB 試験片試験における T タブと大きなたわみの影響」:複合材料 - 疲労と破壊(TK オブライエン編)、ASTM STP 1110, アメリカン ソサエティfor Testing and Materials, pp. 169-186 (1991)
[3]P. F lüeler , AJ B runner: "Crack Propagation in Fibre-Reinforced Composite Materials Analyzed with In-situ Microfocal X-ray Radiography and Simultaneous Acoustic Emission Monitoring" in: Composites Testing and Standardization ECCM-CTS (PJ Hogg , GD S ims , FL Matthews , AR B unsell , A Massassiah eds.) European Association for Composite Materials, pp. 385-394 (1992)
[4]T de K albermatten 、R Jäggi 、P Flüeler 、HH Kausch 、P Davies: 「複合材料のモード I 層間破壊靭性試験中のマイクロフォーカス放射線写真研究」、Journal of Materials Science Letters, 11 、pp. 543-546 (1992)
[5]TK O'Brien, RH M artin: 「複合材料のモード I層間破壊靭性の ASTM ラウンドロビン試験の結果」、ASTM Journal of Composites Technology and Research, 15 、No. 4, pp.269-281 (1993)
[6]AJ B runner 、S Tanner 、P D avies, H Wittich: 「単方向繊維強化複合材の層間破壊試験: ESIS ラウンドロビンの結果」: Composites Testing and Standardization ECCM-CTS 2 (PJ Hogg , K. Schulte, H Wittich 編), Woodhead Publishing, pp. 523-532 (1994)
[7]M Hojo, Kageyama, K Tanaka: "日本における CFRP のモード I 層間破壊靭性試験に関する予備標準化研究"、 Composites 、 26 、no. 4, pp.243-255 (1995)
[8]P. Davies: 「モード I 層間破壊試験におけるGICの開始値の決定における不確実性」、 Applied Composite Materials 、Vol. 3, pp. 135-140 (1996)
[9]RM Jones 、「複合材料の力学」、Taylor & Francis, フィラデルフィア、第 2 版 (1999 年)
[10]ASTM D 5528, 一方向繊維強化ポリマーマトリックス複合材料のモード I 層間破壊靭性の標準試験方法

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 15024 was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 13, Composites and reinforcement fibres.

Annex A forms a normative part of this International Standard. Annexes B and C are for information only.

1 Scope

1.1 This International Standard specifies a method for the determination of mode I interlaminar fracture toughness (critical energy release rate), GIC, of unidirectional fibre-reinforced plastic composites using a double cantilever beam (DCB) specimen.

1.2 It is applicable to carbon-fibre-reinforced and glass-fibre-reinforced thermosets and thermoplastics.

2 Normative references

The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain registers of currently valid International Standards.

  • ISO 291:1997, Plastics — Standard atmospheres for conditioning and testing
  • ISO 1268 (all parts), Fibre-reinforced plastics — Methods of producing test plates
  • ISO 4588:1995, Adhesives — Guidelines for the surface preparation of metals
  • ISO 5893:— 1) , Rubber and plastics test equipment — Tensile, flexural and compression types (constant rate of traverse) — Description

3 Terms and definitions

For the purposes of this International Standard, the following terms and definitions apply.

3.1

mode I interlaminar fracture toughness

critical energy release rate

GIC

the resistance to the initiation and propagation of a delamination crack in unidirectional fibre-reinforced polymer matrix composite laminates under mode I opening load

Note 1 to entry: It is measured in joules per square metre.

3.2

mode I crack opening

the crack-opening mode due to a load applied perpendicular to the plane of delamination using the double cantilever beam specimen shown in Figure 1

3.3

NL point

the point of deviation from linearity on the load versus displacement trace as shown in Figure 2

3.4

VIS point

the point of the onset of delamination, as determined by visual observation, at the edge of the specimen, marked on the load-displacement trace as shown in Figure 2

3.5

5 %/ MAX point

the point which occurs first on loading the specimen between:
  • a) the point of 5 % increase in compliance ( C5 %) from its initial value ( C0) as shown in Figure 2;
  • b) the maximum load point as shown in Figure 2

3.6

PROP points

points of discrete delamination length increments beyond the tip of the insert or starter crack tip marked on the load-displacement trace in Figure 2, points where the crack has been arrested being excluded

3.7

delamination-resistance curve

R-curve

a cross-plot of GIC for initiation and subsequent propagation values for mode I crack opening as a function of delamination length (see clause 10)

Bibliography

[1]S. Hashemi, A.J. Kinloch, J.G. Williams: “Corrections Needed in Double Cantilever Beam Tests for Assessing the Interlaminar Failure of Fibre-composites”, Journal of Materials Science Letters, 8 , pp. 125-129 (1989)
[2]R.A. Naik, J.H. Crews Jr., K.N. Shivakumar: “Effects of T-Tabs and Large Deflections in DCB Specimen Tests” in: Composite Materials — Fatigue and Fracture (T.K. O'Brien ed.), ASTM STP 1110, American Society for Testing and Materials, pp. 169-186 (1991)
[3]P. Flüeler, A.J. Brunner: “Crack Propagation in Fibre-Reinforced Composite Materials Analysed with In-situ Microfocal X-ray Radiography and Simultaneous Acoustic Emission Monitoring” in: Composites Testing and Standardization ECCM-CTS (P.J. Hogg, G.D. Sims, F.L. Matthews, A.R. Bunsell, A. Massiah eds.) European Association for Composite Materials, pp. 385-394 (1992)
[4]T. de Kalbermatten, R. Jäggi, P. Flüeler, H.H. Kausch, P. Davies: “Microfocus Radiography Studies During Mode I Interlaminar Fracture Toughness Tests on Composites”, Journal of Materials Science Letters, 11 , pp. 543-546 (1992)
[5]T.K. O'Brien, R.H. Martin: “Results of ASTM Round Robin Testing for Mode I Interlaminar Fracture Toughness of Composites Materials”, ASTM Journal of Composites Technology and Research, 15 , No. 4, pp. 269-281 (1993)
[6]A.J. Brunner, S. Tanner, P. Davies, H. Wittich: “Interlaminar Fracture Testing of Unidirectional Fibre-Reinforced Composites: Results from ESIS Round-Robins” in: Composites Testing and Standardisation ECCM-CTS 2 (P.J. Hogg, K. Schulte, H. Wittich eds.), Woodhead Publishing, pp. 523-532 (1994)
[7]M. Hojo, K. Kageyama, K. Tanaka: “Prestandardization study on mode I interlaminar fracture toughness test for CFRP in Japan”, Composites, 26 , No. 4, pp. 243-255 (1995)
[8]P. Davies: “Uncertainty in the determination of initiation values of GIC in the Mode I interlaminar fracture test,” Applied Composite Materials, Vol. 3, pp. 135-140 (1996)
[9]R.M. Jones, “Mechanics of Composite Materials”, Taylor & Francis, Philadelphia, Second edition (1999)
[10]ASTM D 5528, Standard Test Method for Mode I Interlaminar Fracture Toughness of Unidirectional Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composites

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